Il existe deux types d'acides nucléiques : l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN). Ces molécules permettent aux organismes de reproduire leur équipement complexe d'une génération à l'autre. Unique en son genre, l'ADN fournit les directives pour sa propre réplication; cette ''reproduction moléculaire'' est à la base de la continuité de la vie.
L'ADN constitue le matériel héréditaire que les organismes se transmettent au fil des générations. Très longue, la molécule d'ADN porte des milliers de gènes. Chaque gène occupe une position spécifique le long de la molécule (locus). Lorsqu'une cellule se divise, son ADN est copié et transmis à la génération suivante. Les instructions qui dirigent toutes les activités de la cellule sont encodées dans la structure de l'ADN. Cependant, l'ADN ne participe pas directement aux opérations de la cellule; seules les protéines exécutent les programmes dictés par l'ADN.
Exemple : C'est la protéine nommée hémoglobine et non l'ADN qui transporte l'oxygène dans le sang; l'ADN, lui, spécifie la structure de l'hémoglobine.
L'ARN sert d'intermédiaire dans la circulation de l'information génétique de l'ADN aux protéines. Bien que chaque gène d'une molécule d'ADN emmagasine les instructions codées pour la synthèse d'une protéine spécifique, il ne fabrique pas réellement la protéine. Le gène dirige plutôt la synthèse d'un type d'ARN appelé ARN messager (ARNm). La molécule d'ARNm intéragit avec la machinerie de la synthèse protéique pour diriger la production d'un polypeptide.
Les nucléotides, c'est-à-dire les monomères des acides nucléiques sont eux-mêmes constitués de trois composantes moléculaires plus petites : une base azotée purique (Adénine et Guanine) ou pyrimidique (Cytosine, Thymine et Uracile), un pentose (ribose ou désoxyribose) et un groupement phosphate. Les polynucléotides sont composés d'une chaîne de nucléotides. En effet, le groupement phosphate de chaque nucléotide est lié au pentose du nucléotide suivant. Le polymère est donc constitué d'un squelette régulier formé d'une succession de pentoses et de groupements phosphate, le pentose portant l'une des bases azotées comme chaîne latérale. Dans un polynucléotide d'ARN, le ribose se lie à l'uracile et non à la thymine, exclusive à l'ADN. Par contre, les trois autres bases azotées se lient autant au pentose de l'ADN qu'à celui de l'ARN.
Dans la double hélice, chacune des bases azotées a un complément exclusif : l'adénine (A) forme toujours une paire avec la thymine (T), et la guanine (G) forme toujours une paire avec la cytosine (C).
Chaque chromosome comprend une très longue molécule d'ADN représentant des milliers de gènes. C'est précisément grâce à ce regroupement des gènes en chromosome que la réplication et la distribution d'un nombre aussi élevé de gènes réussit. L'ADN est associé à diverses protéines qui maintiennent la structure du chromosome et concourent à la régulation de l'activité des gènes.
Règle d'appariement : A-T et G-C
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Le matériel génétique de chaque individu est retrouvé dans le noyau des cellules. Associé à diverses protéines, l'ADN est replié et enroulé de façon très complexe; la double hélice qu'il forme constitue la structure du chromosome. En dehors des périodes de division cellulaire, les chromosomes sont trop effilés et entremêlés pour qu'on puisse les distinguer individuellement. Au microscope photonique comme au microscope électronique, leur enchevêtrement apparaît comme une masse de matière colorée qu'on appelle chromatine. Les chromosomes deviennent distincts seulement lorsqu'ils se condensent et s'épaississent, au moment où le noyau se prépare à la division. Chaque chromosome comprend une très longue molécule d'ADN représentant des milliers de gènes. C'est précisément grâce à ce regroupement des gènes en chromosome que la réplication et la distribution d'un nombre aussi élevé de gènes réussit. L'ADN est associé à diverses protéines qui maintiennent la structure du chromosome et concourent à la régulation de l'activité des gènes. |
Chaque espèce eucaryote possède un nombre caractéristique de chromosomes. La cellule humaine, par exemple, contient 46 chromosomes dans son noyau (cellules somatiques), exception faite des cellules sexuelles (l'ovule et le spermatozoïde), qui en contiennent seulement 23. Les cellules qui contiennent 46 chromosomes ont en fait 23 paires de chromosomes. Les chromosomes d'une même paire ont la même longueur, présentent le même arrangement de bandes et ont leur centromère situé au même endroit; on les appelle chromosomes homologues ou simplement homologues. Les deux chromosomes de chaque paire portent des gènes qui déterminent les mêmes caractères héréditaires. Par exemple, si un gène déterminant la couleur des yeux occupe un certain locus sur un chromosome donné, alors l'homologue de ce chromosome portera lui aussi, au même locus, un gène pour la couleur des yeux. Dans les cellules somatiques humaines, la règle des chromosomes homologues connaît une exception importante : les deux chromosomes distincts que l'on appelle X et Y. La femme possède une paire de chromosomes homologues (XX) alors que l'homme a un chromosome X et un Y (XY). Comme ce sont les chromosomes X et Y qui déterminent le sexe de l'individu, on les nomme chromosomes sexuels. Les autres chromosomes sont appelés autosomes.
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La présence de paires de chromosomes dans notre caryotype est le résultat de notre origine sexuée. Chacun de nos parents nous transmet un chromosome de chaque paire. Ainsi, les 46 chromosomes de nos cellules somatiques constituent en fait deux jeux de 23 chromosomes, soit un jeu paternel et un jeu maternel. Les cellules reproductrices, ou gamètes, possèdent 23 chromosomes; 22 autosomes et un chromosome sexuel soit X, soit Y. Les cellules qui ne possèdent qu'un jeu de chromosome sont appelées cellules haploïdes (1n). La fécondation d'un ovule avec un spermatozoïde donne un œuf fécondé que l'on nomme zygote qui contient deux jeux haploïdes de chromosomes dont les gènes représentent les lignées paternelle et maternelle. Le zygote et toutes les autres cellules qui possèdent deux jeux de chromosomes sont des cellules diploïdes (2n). La division cellulaire des gamètes a recours à un processus qui réduit de moitié le nombre de chromosomes des gamètes, ce qui permet de conserver le nombre de chromosomes de l'espèce après la fécondation. Cette division cellulaire se nomme la méiose et se produit seulement dans les ovaires et les testicules.
